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基于MultiWii飞控技术的手机蓝牙控制的微型四轴飞

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  1、适配软件环境

  推荐使用Windows操作系统,遥控使用的手机需要Andriod 4.0以上。

  Arduino IDE是Arduino的开发工具,用来编写Arduino程序,并上传到Arduino开发板上执行。最新版本的Arduino IDE可以到上去下载,选择相应操作系统的版本下载即可。Windows版本的IDE可以选择安装版本或免安装版本。制作过程中需要使用到调试软件MultiWii Conf,需要配置JAVA环境。最新版本的JAVA可以上下载,点击主页中间的“免费JAVA下载”,会直接跳转到适应你电脑操作系统的JAVA下载页面,下载并安装。

  本制作中,MultiWii程序选用2.2版本,可以用于几十种飞控板、传感器等,为了适应我们的微型四轴飞行器,需要对软件中的一些设置进行修改。下载MultiWii 2.2后,在Arduino IDE中打开MultiWii.ino,IDE窗口上会同时出现“Alarms”、“EPPROM”等选项卡,这些程序都是飞控程序所需要的,最终编译并上传到Arduino Pro mini的飞行控制程序。我们修改的设置都在Config.h中,点开Config.h选项卡,按顺序进行如下的修改,可以使用“查找”命令,一般是对相关程序进行注释或解除注释,也就是加“//”或去掉“//”。

  MultiWii EZ-GUI是MultiWii飞控配置程序在安卓系统下的APP,可以通过蓝牙无线连接MultiWii飞控进行参数监测和设置。APP中有一个简单的蓝牙控制飞行界面,可以进行蓝牙遥控飞行。

  2、安装飞行器

  该四轴飞行器的机架选用了雪弗板,雪弗板是发泡PVC板,密度较小,多用在广告字的制作,在广告商店就可以买到。我的机架见示意图,线条很简单,十字的端头开槽便于安装电机,自己动手用刀片就可以切割,也可以找广告店帮你切割。

  机架示意图

  电机安装可以使用热熔胶或其他胶,由于电机工作时发热量很大,可能会软化热熔胶,因此使用热熔胶固定时要贴一个纤维胶胶带来辅助固定。安装时要尽量保持轴向垂直于机架平面。飞行器的4个螺旋桨转动方向有规定,需要严格按照9进行安装,确保螺旋桨正反桨和转动方向正确。图中箭头指向为四轴飞行器的前方,左右两侧电机的转动方向相反,对角线螺旋桨分别为正浆和反桨,3、9、10、11为Arduino Pro mini的PWM输出端口号。3、9电机安装正浆,顺时针旋转时风向下吹,螺旋桨的反面会标“A”。10、11电机安装反桨,逆时针旋转时风向下吹,螺旋桨的反面会标“B”。在机架四臂的底部打4个孔,插入4根硬质棉签作为简易的起落架。

  螺旋桨安装俯视示意图

  结构部分完成后,就该连接各个模块电路了。电机的控制板是使用MOS管模拟电调。这个电路可以使用洞洞板自行焊接。笔者此次自制了一块小电路板,由于使用了贴片电阻,尺寸很小,布线图可以参考下图。

  3、整体调试

  四轴飞行器先不连接电池,Arduino Pro mini通过刷机线连接电脑。打开Multiwii Conf,点击连接,读取数据,倾斜四轴,可以看到下面的曲线开始变化。将四轴放至水平,静置不动,点击美娱国际平台校准加速度计按钮,校准姿态位置,等下面的曲线恢复稳定后,点击写入飞控,调试程序界面见7。程序调整完成后,关闭数据读取,断开连接,关闭程序,断开与刷机线的连接。

  接着开始尝试手机的连接。手机运行Multiwii EZ-GUI,第一次使用前需要进行设置,向左滑动页面,至“设置”页,点击“设置”按钮,根据情况调整参数,第一页的蓝牙设置需要选择四轴飞行器的蓝牙名称,其他设置都是默认值,完成全部设置后会重新启动应用程序,点击“确认”即可。

  蓝牙操控界面

  仪表盘界面

  刚开始试飞时,可能会遇到各种各样的问题,如姿态不稳,总朝一个方向偏等。如果试飞有问题,应从电机轴向一致性、姿态传感器等方面进行检查。例如,如果电机轴向安装都向一个方向倾斜,四轴飞行器飞行时会朝向一个方向旋转;如果在接通电源飞控开始自检时,机身处于倾斜状态,可能会导致传感器错乱,机身水平后传感器输出较大的倾角,飞行时会始终朝一个方向倾斜,甚至翻转。只有仔细认真的调试,耐心的试飞,这个微型的四轴飞行器还是可以让你体验到飞行的乐趣。

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  写在最后

  整个四轴的成本大约80元,在某宝上也能够买到较简单的成品四轴飞行器。但是,DIY的精神就是——“重在折腾”嘛!笔者在制作过程中,遇到过蓝牙板接线拉脱了PCB覆铜线、Arduino Pro mini莫名其妙烧断线、Mos管烧了16个等各种困难,这就是折腾。但是通过自学、上网查资料、讨论,最终看到这个小小的简陋四轴飞行器摇摇晃晃的飞了起来,更重要的是过程中学到的东西,都让你觉得之前的折腾都是值得的。

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